應(yīng)用MR阻尼器的相鄰建筑地震反應(yīng)半主動(dòng)控制理論與試驗(yàn)研究.pdf

1、磁流變(MR)阻尼器就作為一種新型的半主動(dòng)控制裝置，具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、速度響應(yīng)快，阻尼力連續(xù)可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)，基于MR阻尼器的半主動(dòng)控制系統(tǒng)可以有效控制結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)。本文對(duì)應(yīng)用MR阻尼器的相鄰建筑地震反應(yīng)半主動(dòng)控制進(jìn)行了理論與試驗(yàn)研究。主要內(nèi)容如下： ⑴在不同振幅和不同頻率正弦波激勵(lì)下，對(duì)施加不同勵(lì)磁電流的MR阻尼器進(jìn)行了動(dòng)力性能測(cè)試試驗(yàn)。提出了MR阻尼器的修正的sigmoid模型，該模型表達(dá)式簡(jiǎn)單、含義明確、參數(shù)較少，其參數(shù)可以根據(jù)阻

2、尼器試驗(yàn)曲線做靈活的修改，能夠準(zhǔn)確描述MR阻尼器的動(dòng)力特性。 ⑵基于Kalman濾波器的特點(diǎn)，將加速度反饋方法擴(kuò)展應(yīng)用于IOC、COC和LQR等算法。數(shù)值分析表明，基于不同算法的加速度反饋方法不需要被控結(jié)構(gòu)響應(yīng)的全狀態(tài)反饋就能達(dá)到原控制算法對(duì)被控結(jié)構(gòu)的控制效果。說明采用該方法可以減少控制系統(tǒng)中傳感器的數(shù)量，降低控制系統(tǒng)的軟硬件成本，適于實(shí)際工程應(yīng)用。 ⑶基于MR阻尼器控制力幅值對(duì)被控結(jié)構(gòu)控制效果的影響，指出應(yīng)按照優(yōu)化后的

3、控制力幅值設(shè)計(jì)制造MR阻尼器。計(jì)算表明，當(dāng)控制力幅值達(dá)到一定值時(shí)，被控結(jié)構(gòu)的控制效果提升緩慢，說明可以用較小的MR阻尼器控制力幅值達(dá)到理想的控制效果。由于控制力幅值將作為MR阻尼器設(shè)計(jì)制造的依據(jù)，故按照優(yōu)化后控制力幅值制造的阻尼器體積更小、重量更輕、MR液需求量更少，方便MR阻尼器在工程實(shí)際應(yīng)用中的設(shè)置、安裝和調(diào)試。 ⑷分別對(duì)半主動(dòng)控制、開關(guān)控制和兩種被動(dòng)控制方法下，MR阻尼器對(duì)相鄰結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的控制效果進(jìn)行了仿真分析計(jì)算。計(jì)算

4、結(jié)果表明，基于MR阻尼器的半主動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)相鄰結(jié)構(gòu)的控制效果在四種控制方法中最好，說明半主動(dòng)控制方法考慮了MR阻尼器在出力范圍內(nèi)控制力連續(xù)可調(diào)的特點(diǎn)，充分發(fā)揮了MR阻尼器的性能，對(duì)相鄰結(jié)構(gòu)是一種非常有效的控制方法。 ⑸在不同地震激勵(lì)下采用兩種被動(dòng)控制和三種加速度反饋控制方法，應(yīng)用MR阻尼器對(duì)相鄰結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行了地震模擬振動(dòng)動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，基于MR阻尼器的半主動(dòng)控制系統(tǒng)可以有效的降低模型結(jié)構(gòu)的振動(dòng)響應(yīng)，半主動(dòng)控制系統(tǒng)充分利用